MATLAB下數據通信碼型編碼探究
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摘要：針對當今數據通信過程中如何對數據碼型進行高效編碼的問題進行了研究，提出了借助matlab軟件對數據通信碼型進行編碼的方法。通過對五個數據通信碼型實際案例的編程分析，即對單極性非歸零碼、單極性歸零碼、雙極性非歸零碼、雙極性歸零碼以及AMI碼等五種不同的數據碼型進行MATLAB編碼，分別快速準確地得出了相應的波形圖，從而得出，借助MATLAB軟件，可以高效地實現數據通信碼型的編碼。通過實際編程案例表明，MATLAB軟件編程法是一種高效而又快速地進行數據通信碼型編碼的方法。
關鍵詞：數據通信；MATLAB；編碼
0引言
數據通信的含義簡單來講，是指由來自信源的數據流，遵照相應的通信規程或協議、通過相應的傳輸信道傳遞到信宿中。主要是“人-機”或“機-機”通信。數據通信的主要內容可以進行如下概括：它的基礎可以認為是數據傳輸，其次還包括數據交換，數據傳輸和數據交換完成以后，就是這兩種操作過程中所包含的各種的數據處理。數據通信絕大多數都是借助計算機來進行完成的，所以在一些場合中，數據通信與另一個詞組計算機通信會被混用[1-2]。數據通信編碼指數據通信系統的內部信息(二進制數)與各種圖形字符、操作控制字符以及識別報文組成和格式控制字符等的外部信息之間的對應關系所作的統一規定。常用的基帶信號的波形有以下幾種：SNRZ單極性非歸零碼、SRZ單極性歸零碼、DNRZ雙極性非歸零碼、DRZ雙極性歸零碼等。通信當中比較常用的基帶傳輸碼型有雙相碼、差分雙相碼、傳號交替反轉碼AMI碼、三階高密度雙極性碼HDB3等[1-4]。MATLAB軟件作為一個功能強大的工具軟件，在處理信號方面發揮著巨大的作用。本文基于MATLAB軟件，研究了幾種常見碼型的編碼實現[4]。
1幾種常見碼型的編碼實現
本文借助MATLAB軟件，研究了以下常用碼型的編碼實現。
1.1單極性非歸零碼SNRZ的編碼實現
在單極性非歸零碼的編碼中，通常使用高電平1來代表碼元中的二元信息中“1”，二元信息中的“0”則一般用低電平0來表示，在整個碼元的時間里，電平是不變的，單極性非歸零碼之所以被使用，是因為它的一些優勢：它的編碼操作比較簡單，容易實現，但是他也存在一定的缺陷，因為它包含直流成分，這不利于它在帶限信道中的傳輸，另外，當出現連續的0或連續的1時。它的電平在一個較長的時間內維持一個定值不變，這樣就不利于在編碼過程中提取一些有用的信息來進行各種同步操作[5-8]。程序如下：
1.2單極性歸零碼SRZ的編碼實現
單極性歸零碼的操作如下所示：當輸入端輸入的信息為1時，所呈現的碼元中，前半段時間的值為1，后半段時間的值為0，當輸入端輸入的信息為0時，前半段和后半段的時間的值完全相同。單極性歸零碼具有以下優點：它在一定程度上對一些傳輸方面的問題進行了解答，由于它所包含的直流分量相對減小，所以負面影響較小，但是，當所給的輸入信息是連續的多個0時，它便不能確定其中的定時信息[5-8]。
1.3雙極性非歸零碼DNRZ的編碼實現
雙極性非歸零碼的編碼操作類似于單極性非歸零碼，他們的不同體現在雙極性中不再使用0而是換作電平-1來表示信息0[5-8]。
1.4雙極性歸零碼drz的編碼實現
雙極性歸零碼跟以上碼型還是有所不同，它的表示方法如下所示：它是用前半段時間的1和后半段時間的0來表示信息1；同理，它用前半段時間的-1以及后半段時間的0來表示信息0。所以，可以認為它包含三個電平，在這個意義上來說，它可以被認為是一種三元碼。雙極性歸零碼具有以下優點：它具有比較多的時間信息，它的任何一個碼元都包含有一個跳變沿，這個跳變沿是為了方便接收方定時信息。另外，作為隨機信號，它的信息1和信息0出現的概率是一樣的，因此，這種碼元可以認為幾乎不包含直流分量[5-8]。
1.5AMI碼的編碼實現
AMI碼，也即傳號交替反轉碼，它的編碼規則如下：它的消息碼中的1用+1和-1的交替變換來表示，它的消息碼中的0一直保持不變。AMI碼具有以下優勢：一是它不包含直流分量，同時它也包含較少的高頻和低頻分量，它的能量主要集中在一個點上，即頻率為1/2碼速的地方；二是它的編碼電路和解碼電路都相對比較簡單；同時它具有傳號極性交替這一特性，可利用這一特性來查看是否出現誤碼。AMI碼的也具有一些缺陷：當輸入的源碼中包含多個0時，它的信號電平的波形就會出現很長時間維持不變的情況，這就會使定時信號提取出現一定的障礙[5-8]。
2小結
本文主要介紹了數據通信中借助MATLAB軟件對常用的幾種碼型進行編碼實現。通過研究發現，借助MATLAB軟件，可以通過編程來直觀地展現各種碼型的變換，同時可以修改程序中的參數，來變換各種碼型的輸出，通過借助MATLAB軟件，數據通信中各種碼型的變換可以更加形象地展示出來，通過編程的方式將理論知識應用于實踐，使理論知識與實踐緊密結合，加深對數據通信中各種碼型編碼的理解。
參考文獻：
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作者:李娥 單位:山東管理學院智能工程學院